Під початковим запалюванням розуміють процес збудження дуги на початку зварювання. Від нього відрізняють повторне запалення після випадкових обривів дуги, яке виконується тими ж способами, що і початкова, але відбувається в більш сприятливих умовах при вже розігрітих електродах.
Для процесу дугового зварювання зручно розрізняти безконтактні та контактні способи запалювання дуги. До контактних способів належать способи, засновані на замиканні електродів і перегорання електродного дроту на ділянці вильоту, розмиканні попередньо замкнутих електродів під струмом і замиканні міжелектродного проміжку електропровідними матеріалами з подальшим їх видаленням
До безконтактним способам запалювання дуги відносяться методи, засновані на електричному пробої міжелектродного проміжку, а також виникнення дугового розряду з іскрового або тліючого. Можливі комбіновані способи запалювання дуги.
Ознакою встановлення стабільного процесу при зварюванні довжиною дугою є безперервність горіння дуги на заданому режимі, а при зварюванні короткою дугою (з частими періодичними замиканнями дугового проміжку) - безперервність струму і періодичність процесу.
Способом запалювання дуги осциллятором притаманні недоліки: радіоперешкоди по мережі і ефіру; підвищені вимоги до надійності ізоляції; підвищена небезпека для обслуговуючого персоналу.
Найбільш перспективними і безпечним способом безконтактного запалювання дуги є спосіб, розроблений в РГУПС, на основі використання низьковольтного імпульсного розряду з переходом в дугового і одночасним програмним управлінням швидкості наростання струму при розвитку дугового розряду до сталої величини струму процесу зварювання при напрузі, що не перевищують напруга холостого ходу зварювальних джерел живлення.
Умови надійного запалювання дуги високовольтним розрядом. При запаленні дуги високовольтним розрядом паралельно основному джерелу підключається додатковий високовольтний джерело малої потужності. З міркувань безпеки він виконується імпульсним або високочастотним (f = 200 кГц). Призначення високовольтного джерела - пробити, тобто іонізувати міжелектродний проміжок, за яким потім піде струм від основного джерела.
Механізм високовольтного пробою газового проміжку можна представити таким чином. Високовольтний джерело 2 створює між електродами потужне електричне поле напруженістю кілька тисяч вольт. В результаті автоелектронної емісії з катода еммітіруют електрони, які розганяються полем і при зіткненні з нейтральними частинками іонізують їх. Відбувається пробою газового проміжку, між електродами утворюється іонізований плазмовий місток, по якому починає протікати струм від основного джерела рис.1.4. Якщо струм і напруга основного джерела 1 достатні для здійснення самостійного дугового розряду - допоміжне джерело відключається.
Мал. 1.4. Пробій газового проміжку високовольтним розрядом:
· - електрон; o - іон
Контактні способи запалювання дуги застосовують, як при зварюванні електродами великого діаметру шляхом попереднього закорочення електрода з подальшим його відривом від основного металу, так і під час зварювання електродами малого діаметра (2,5 мм і менше) з безперервною подачею електрода під напругою до виробу до їхнього зіткнення .
Спосіб запалювання дуги розривом ланцюга короткого замикання. Цей спосіб застосовується при зварюванні електродними дротами (d е ³ 3 мм) під флюсом і штучними електродами рис.1.5. Зіткнення твердих тіл при невеликому тиску відбувається по невеликій кількості мікровиступів (рис. 1.5, а кадр 1). При замиканні електрода на виріб опір навантаження складає 0,01. 0,1 Ом, тому струм короткого замикання досягає сотень ампер. З початку короткого замикання (точка 1 рис. 1.5, б) напруга на міжелектродному проміжку різко знижується до 2. 5 В, а струм швидко зростає до пікового значення Iп. а потім Помере розігріву вильоту електрода дещо знижується до сталого значення Iкз. При цьому щільність струму в мікровиступів настільки велика, що
Вимоги до процесу початкового запалювання дуги. У зв'язку з розвитком автоматизації процесів дугового зварювання електродом, що плавиться, розширенням застосування верстатів-автоматів і зварювальних роботів, до запалювання дуги і уста-новлення процесу зварювання пред'являється ряд вимог:
- повинна забезпечуватися керованість і стабільність запалювання дуги, так як нестабільний за часом процес запалювання дуги, що має випадковий характер, може призводити до зниження якості продукції та продуктивності, навіть при надійній роботі самих систем управління процесом зварювання;
- час встановлення процесом зварювання повинно бути мінімальним;
- повинні виконуватися умови ресурсо- та енергозбереження;
- має забезпечуватися швидке наростання глибини проплавлення і відсутність дефектів на початку шва;
- необхідно виключити або зменшити до мінімуму випадки «примерзання» електродного дроту до струмопідвідного наконечника або виробу і зменшити механічні дії на зварювальну пальник, що виникають від «утикання» електрода в виріб при запалюванні дуги.